HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Saygnouan SOUVANNALANGSY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MPLS VÀ ỨNG DỤNG TRÊN
MẠNG VIỄN THÔNG ETL CỦA LÀO

CHUYÊN NGÀNH : Kỹ thuật viễn thông
MÃ SỐ : 60.52.02.08
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013 Luận văn này được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Tiến Ban

với chi phí thấp là cơ sở cho một loạt các công nghệ mới ra đời, trong đó có MPLS.
Điểm nổi bật của MPLS là khả năng chuyển tiếp lưu lượng nhanh, đơn giản,
điều khiển phân luồng, định tuyến linh hoạt và vận dụng tài nguyên mạng. Nó kết
hợp những đặc điểm tốt nhất của chuyển mạch trong ATM và chuyển mạch gói
trong IP, có khả năng chuyển tiếp gói rất nhanh trong mạng lõi và định tuyến như
bình thường ở mạng biên. Khi các gói đi vào miền MPLS, thường là mạng trục của
nhà cung cấp dịch vụ, chúng được chuyển mạch bằng chuyển mạch nhãn. Các nhãn
còn giúp xác định chất lượng dịch vụ mà các gói nhận được. Khi chúng ta ra khỏi
mạng thì các nhãn sẽ được cắt bỏ ở các router biên mạng và được định tuyến theo
các cách thông thường
Song với việc phát triển và mở rộng mạng lưới, lưu lượng mạng cũng sẽ tăng
lên thì việc đáp ứng nhu cầu cho người sử dụng về chất lượng dịch vụ ngày càng
cao, đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ luôn đứng trước thử thách.
Chính vì tầm quan trọng của công nghệ MPLS trong mạng của các ISP hiện
nay, cũng như thực tế công việc đang triển khai nên tôi đã chọn đề tài “nghiên cứu
công nghệ MPLS và ứng dụng trên mạng viễn thông ETL của Lào” cho luận văn
thạc sỹ của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là tìm hiểu và nghiên cứu các đặc điểm của
công nghệ MPLS để nắm được những đặc trưng và sự khác biệt so với các công
2

nghệ khác, qua đó trang bị kiến thức cần thiết cho việc quy hoạch và triển khai dịch
vụ cho mạng viễn thông ETL của Lào.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
− Đối tượng: Nghiên cứu về công nghệ truyền số liệu mới là chuyển mạch
nhãn đa giao thức MPLS và khả năng ứng dụng trên thực tiễn.
− Phạm vi: Nghiên cứu giải pháp và đánh giá khả năng ứng dụng công
nghệ MPLS cho mạng viễn thông ETL của Lào.
4. Phương pháp nghiên cứu

công nghệ MPLS, đặc điểm mạng, phương thức hoạt động, ưu và nhược điểm và
ứng dụng của công nghệ MPLS.
1.1 Tổng quan về công nghệ MPLS
MPLS là một công nghệ kết hợp đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp ba và
chuyển mạch lớp hai cho phép chuyển tải các gói rất nhanh trong mạng lõi(core) và
định tuyến tốt mạng biên (edge) bằng cách dựa vào nhãn (label). MPLS là một
phương pháp cải tiến việc chuyển tiếp gói trên mạng bằng cách gắn nhãn vào mỗi
gói IP, tế bào ATM, hoặc frame lớp hai. Phương pháp chuyển mạch nhãn giúp các
Router và các bộ chuyển mạch MPLS-enable ATM quyết định theo nội dung nhãn
tốt hơn việc định tuyến phức tạp theo địa chỉ IP đích.
1.2 Ưu và nhược điểm của công nghệ MPLS
Ưu điểm:
Đơn giản hóa chức năng chuyển tiếp: MPLS sử dụng cơ chế chuyển tiếp dựa
vào nhãn có độ dài cố định nên quyết định chuyển tiếp có thể xác định ngay chi với
một lân tra cứu bảng LFIB.
Khả năng mở rộng: chuyển mạch nhãn cung cấp sự tách biệt toàn diện hơn
giữa định tuyến liên miền và định tuyến nội miền, điều này cải thiện khả năng mở
rộng của các tiến trình định tuyến
Nhược điểm:
Hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức sẽ gặp phải những vấn đề phức tạp trong
kết nối, khó hỗ trợ QoS xuyên suốt. Chèn thêm nhãn vào gói tin sẽ tăng thêm lưu
lượng truyền tải trên mạng

4

1.3 Ứng dụng của MPLS
Internet có 3 nhóm ứng dụng chính như là: Voice, data và Video với các yêu
cầu khác nhau. MPLS giúp khai thác tài nguyên mạng đạt hiệu quả cao. Trong đó,
có một số ứng dụng đang được triển khai trên một mạng MPLS là: MPLS VPN:
Nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo VPN lớp 3 dọc theo mạng đường trục cho nhiều

Một nút của MPLS có hai mặt phẳng: mặt phẳng chuyển tiếp MPLS và mặt
phẳng điều khiển MPLS. Nút MPLS có thể thực hiện định tuyến lớp ba hoặc chuyển
mạch lớp hai. Hình sau mô tả cấu trúc cơ bản của một nút MPLS

Hình 2-1 Cấu trúc một nút MPLS
2.1.1 Mặt phẳng chuyển tiếp (Forwarding plane)
Mặt phẳng chuyển tiếp có trách nhiệm chuyển tiếp gói dựa trên giá trị chứa
trong nhãn. Mặt phẳng chuyển tiếp sử dụng một cơ sở thông tin chuyển tiếp nhãn
LFIB để chuyển tiếp các gói. Thuật toán mà được sử dụng bởi phần tử chuyển tiếp
chuyển mạch nhãn sử dụng thông tin chứa trong LFIB như là các thông tin chứa
trong giá trị nhãn. Mỗi nút MPLS có hai bảng liên quan đến việc chuyển tiếp là: cơ
sở thông tin nhãn LIB và LFIB. LIB chứa tất cả các nhãn được nút MPLS cục bộ
đánh dấu và ánh xạ của các nhãn này đến các nhãn được nhận từ láng giềng (MPLS
neighbor) của nó. LFIB sử dụng một tập con các nhãn chứa trong LIB để thực hiện
chuyển tiếp gói.

Giao thức định tuyến IP
Giao thức phân phối nhãn
Giao thức định tuyến IP
Giao thức phân phối nhãn
Mặt phẳn điều

Mặt phẳn chuyển tiếp
Các gói IP vừa đến
Các gói được gắn
nhãn vừa đến
Chuyển đổi thong tin
định tuyến
Chuyển đổi thong tin
lien kết nhãn


nhãn trong một ngăn xếp. Nhãn đầu tiên trong ngăn xếp được gọi là nhãn đỉnh và
nhãn cuối cùng được gọi là nhãn đáy.
Trong ngăn xếp nhãn ở hình trên chỉ là rằng bit BoS là 0 đối với tất cả các
nhãn, trừ nhãn đáy. Đối với nhãn đáy, bit BoS là 1.
2.1.2 Mặt phẳng điều khiển (Control plane)
Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ LFIB. Tất cả
các nút MPLS phải chạy một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định
tuyến IP với các nút MPLS khác trong mạng. Các nút MPLS enable ATM sẽ dùng
một bộ điều khiển nhãn (LSC – Label Switch Controller) như router 7200, 7500
hoặc dùng một mô đun xử lý tuyến (RMP–Route Processor Module) để tham gia xử
lý định tuyến IP.
2.2 Các phần tử chính của MPLS
2.2.1 LSR (Label switch Router)
Thành phần cơ bản của mạng MPLS là thiết bị định tuyến chuyển mạch nhãn
LSR. Thiết bị này thực hiện chức năng chuyển tiếp gói thông tin trong phạm vi
mạng MPLS bằng thủ tục phân phối nhãn. Đó là khả năng cần thiết để hiểu được
nhãn MPLS, nhận và truyền gói được gán nhãn trên đường liên kết dữ liệu.
2.2.2 LSP (Label switch Path)
Đường chuyển mạch nhãn là một tập hợp các LSR mà chuyển mạch một gói
có nhãn qua mạng MPLS hoặc một phần của mạng MPLS. Về cơ bản, LSP là một
đường dẫn qua mạng MPLS hoặc một phần mạng mà gói đi qua. LSR đầu tiên của
LSP là một LSR vào, ngược lại LSR cuối cùng của LSP là một LSR ra. Tất cả các
LSR ở giữa LSR vào và ra chính là các LSR trung gian.
2.2.3 FEC (Forwarding Equivalence Class)
Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC) là một nhóm hoặc luồng các gói được
chuyển tiếp dọc theo cùng một tuyến và được xử lý theo cùng một cách chuyển
tiếp. Tất cả các gói cùng thuộc một FEC sẽ có nhãn giống nhau. Tuy nhiên, không
phải tất cả các gói có cùng nhãn đều thuộc cùng một FEC, bởi vì giá trị EXP của
chúng có thể khác nhau; phương thức chuyển tiếp khác nhau và nó có thể phụ thuộc

trong mạng 9

Chương III
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MPLS TRONG MẠNG VIỄN THÔNG ETL
CỦA LÀO
3.1 Khảo sát hiện trạng mạng viễn thông của Lào
ETL là một công ty Viễn thông Nhà nước được thành lập vào năm 2000 đến
nay, mạng viễn thông ETL của Lào luôn phát triển không ngừng về cả số lượng
thuê bao cũng như các dịch vụ gia tăng và vùng phủ sóng. Với sự phát triển nhanh
của xã hội, nhu cầu về dịch vụ viễn thông càng tăng. Việc nghiên cứu triển khai các
hệ thống mạng là một yếu tố quan trọng. Để tiến kịp với các nước phát triển về công
nghệ, dịch vụ thông tin cũng như đáp ứng nhu cầu của khách hàng về dịch vụ đa
phương tiện và truyền số liệu tốc độ cao
Với sự phát triển nhanh của dịch vụ số liệu, dịch vụ đa phương tiện tốc độ
cao mà trước hết là IP đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp viễn thông là
động lực thúc đẩy việc nghiên cứu, phát triển và khai thác các hệ thống mạng
MPLS nhằm thay thế cho các dịch vụ thuê kênh đường truyền Lease Line giá cao.
3.2 Các dịch vụ và chất lượng dịch vụ mạng mạng IP của ETL
3.3 Các giải pháp ứng dụng MPLS
3.3.1 Ứng dụng của MPLS trong việc cung cấp dịch vụ IP VPN của ETL
Nắm bắt xu thế phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông, lưu lượng
mạng công cộng chạy trên mạng sẽ dần chuyển sang các ứng dụng của giao thức IP
và có xu hướng chuyển về mô hình IP VPN. Từ năm 2004, ETL đã đưa mạng NGN
đầy đủ vào sử dụng với hai tổng đài điện thoại tại Hà Nội và Hồ Chí Minh. Mạng
NGN này dựa trên hạ tầng truyền dẫn IP, được xây dựng bởi các bộ định tuyến
Juniper. ETL hiện đang triển khai các hệ thống cung cấp dịch vụ viễn thông công
cộng như: dịch vụ VoIP – 188, dịch vụ Internet, dịch vụ cho thuê cổng quốc tế qua

nhiều tính năng nổi trội như: Kết nối trực tiếp giữa các điểm bất kỳ (Any–to-Any
Connectivity); nhiều lựa chọn công nghệ kết nối (Choice of Access Technology;
tích hợp dữ liệu, thoại và video (Data, Voice and Video Conver-gence); độ bảo mật
cao (High Network Privacy); dễ sử dụng (Easy of Operation).

Hình 3-2 Sơ đồ kết nối dịch vụ IPVPN
ETL đảm bảo kết nối IP giữa các site của khách hàng, hỗ trợ kết nối điểm –
điểm, điểm – đa điểm, đa điểm – đa điểm.
3.4 Đề xuất và kiến nghị
Công nghệ MPLS (Multiprotocol Label Switching) là kết quả phát triển của
nhiều công nghệ chuyển mạch IP (IP Switching) sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như
của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định
tuyến IP. MPLS là một công nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng. Với tính
chất cơ cấu định tuyến của mình, MPLS có khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ
của mạng IP truyền thống. Bên cạnh đó, thông lượng của mạng sẽ được cải thiện
một cách rõ rệt. Đây là xu hướng tất yếu của mạng truyền dẫn trong quá trình triển
khai và xây dựng mạng NGN ở Lào.

12

Hướng phát triển lên GMPLS
Trong công nghệ mới ngày nay, mạng truyền dẫn quang đang dần chiếm lĩnh
vị trí số một. Mạng truyền dẫn quang có dung lượng cao, nhưng để giảm chi phí
trên một đơn vị băng thông thì cần đến sự kết hợp của hai công nghệ: mạng Quang
và IP. Sự kết hợp của công nghệ IP và Quang sẽ mang lại sự phát triển về dung
lượng, khả năng mở rộng và sự linh hoạt. Sự kết hợp IP và Quang đáp ứng yêu cầu
cho các nhà cung cấp dịch vụ:
- Bổ sung công nghệ Quang cho nền tảng IP.
- Tiếp tục tích hợp IP và dữ liệu trên nền tảng Quang.
- Phát triển một mức quản lý thống nhất, dựa trên tiêu chuẩn để đẩy mạnh hơn nữa

thực tế ETL đang ứng dụng với kết quả đạt được tốt.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn:
− Nghiên cứu về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát
(GMPLS) và khả năng ứng dụng trong mạng viễn thông đường trục quốc
gia của Lào. 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:
1. Nguyễn Tiến Ban. Công nghệ IP/MPLS và các mạng riêng ảo. NXB
Thông tin và truyền thông, 2011.
Tiếng Anh:
2. Luc De Ghein. MPLS Fundamentals. Cisco Press, 2006.
3. Multiprotocol Label Switching Architecture. RFC 3031.